市智能交通系统设计方案.docx
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市智能交通系统设计方案
XX智能交通项目
设计方案
第1章项目总论
1.1项目建设背景
随着XX市经济的飞速发展，近年来城市地区人口和机动车保有量迅猛增长，城市安全管理、交通供需矛盾逐渐突出，因此对城市管理提出了更高的要求。
为减轻城市的交通拥堵现象、降低交通事故的发生率、有效地进行交通视频监控、及时准确地进行非现场执法，XX交警部门积极地利用当今先进适用的技术，规划对中心平台系统、电子警察、卡口、监控等各子系统进行建设以实现技术强警的各项具体目标。
我方根据XX市综合治理、科技强警的需求，以及现场实际情况对城市治安监控及城市智能交通系统建设项目进行设计，严格遵照国家、公安部以及XX市的相关技术标准、规程，综合运用电子信息、计算机网络、视频监控等领域的前沿技术进行制定，充分考虑到系统建成后在使用、维护保养及系统扩展等方面的方便性、经济性等要求，最终的工程将达到一方建设、多方受益、灵活扩展的目的。
通过本期项目的建设可以从政治上、经济上符XX市进一步深化改革开放的需要，符合政府职能的转变和社会进步的需要。
实践证明，要缓解日益增长的交通管理压力，维护人民群众安定平和的出行和治安环境，快速接警处警，应对可能出现的突发事件，提高管理和服务效率，仅靠增加警力的数量扩张是远远不行的，必须走质量扩张即科技强警之路，实现管理模式由体能型向智能型、管理方式由经验型向科技型、管理手段由管理型向管理服务型转变和飞跃，才能与政府职能的转变保持同步，更加密切把握住社会进步的脉搏。
通过此项目的成功建设，对于发掘呼伦贝尔市潜在经济和社会效益，提升城市形象和地位，将产生难以估量的正面影响和积极意义。
1.2项目现状
1.2.1平台部分
基于上千路的外场子系统点位建设的基础上，平台的中心设备显示出宇视在平台业务功能上的全面性及存储技术上的领先性；10几台中心管理设备加之6台存储设备，完成了几十TB级的数据存储业务，这种技术水平的业务应用及存储技术是目前国内最先进的。
平台实战业务基于GIS地图系统进行直观的展示及功能应用：
基础业务维护，违法数据处理，GPS系统对接，诱导系统对接，信号控制系统接口预留，稽查布控平台接口预留及六合一平台对接等综合功能体现。
1.2.2前端子系统部分
电子警察子系统已建设400多套前端点位；卡口子系统已建设358套前端点位；事件检测子系统已建设40多套前端点位；300多路高清监控点位。
1.3项目建设目标
1.3.1实现数据传输的安全性
我公司为了保证所有数据的安全性，通过对数据的加密进行解决，使用加密算法（加密密钥）将明文转换为密文，并使用相应的解密算法将加密数据转换回明文。
客户端与服务器、服务器与服务器之间身份验证成功后，就可以自动进行数据传输，为了对抗报文窃听和报文重发攻击，建立前端与后端的保密信道，对数据进行加密传输。
1.3.2实现数据存储的领先性
电子警察前端规模增大时，后端服务器对视频流的转发会成为瓶颈，解决视频流转发的瓶颈问题是很多技术厂商所面临的严峻问题。
为了化解后端视频流转发的瓶颈问题，实现基于公安实战应用图片+视频模式下视频流精确到秒的技术要求。
我公司电子警察系统在数据传输模式时采用ISCSI直存方式传输，项目前端规模增大时只需相应增加IP-SAN存储硬盘即可，对服务器不造成压力，同时ISCSI直存方式采用裸数据块的写入方式，此种存储技术可在后续公安实战应用中将调阅关联录像的时间精确到秒级。
1.3.3实现数据检索的快速性、准确性
目前业界普遍存在的车牌数据检索问题：
数据检索效率低，过车数据上亿条时，车牌检索效率低，容易出现查询响应超时/宕机的现象。
为了避免上述情况的发生，要求系统提供有针对性的大数据检索优化，我公司具备及时高效的数据检索服务技术。
通过多数据服务模块互相配合，结合数据库、搜索引擎、数据挖掘等多方面技术，综合构建面向智能交通的大数据检索业务应用。
上亿规模的过车信息，单节点模糊车牌检索结果可以在4秒内信息反馈，精确车牌检索结果可以在3秒内信息反馈。
数据库采用成熟的关系型数据库管理系统，用于记录海量过车信息、系统的配置数据。
搜索引擎通过部署搜索引擎服务模块，为待检索字段构建索引，可支持快速数据检索。
当检索数据规模增大时，搜索引擎对应的服务器可以动态叠加，以便提升检索性能。
数据挖掘根据业务的需求，可以动态增加服务器，部署一个或者多个数据挖掘分析服务，并且数据挖掘服务可动态叠加。
支持实时计算车道路况、套牌分析、车辆轨迹分析、车辆轨迹碰撞等业务。
如套牌车分析服务，基于套牌规则（同一车牌，车身颜色不同；同一车牌，车辆类型不同；同一车牌在短时间内不同地点出现），分析可能的套牌。
比如实时路况分析服务，基于前端上报的过车信息，分析各路段的拥堵情况。
结合交通平台的诱导子系统完成对整个路网车流量分布的信息发布及路网信息实时诱导。
1.3.4实现业务平台的平战性
在当前的道路状况及交通条件下，交警不可能完全设定未来的路况、事故或突发事件的“类型”，以及它们的信息处理要求和怎样的事件处理业务流程编排。
在建设专业化交警信息处理系统的前提下，交警综合业务平台的意义之一，就是要为决策者提供一个便利的、交互式的操作平台，来迅速、动态地识别事件类型，并构造针对特定事件的信息处理和调度系统，进行动态业务流程编排。
交警综合业务平台实际上包括两个闭环反馈控制，即闭环控制（控制环）和闭环执法（执法环）。
控制环通过交通流量检测，判断出道路交通状态，可通过路口红绿灯控制交通流量，对交通流进行主动控制，也可将道路交通状态信息提供给驾驶人，由驾驶人主动调整驾驶行为（被动控制）。
而执法环则通过违法行为的监测，进而判断出违法行为，最后对违法行为进行处罚，实现遏制违法行为的目的，如下图所示。
1.4项目建设原则
本次项目，使用的系统设备是完整、最新而成熟的系统软硬件，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。
具体遵循如下原则：
1.4.1实用性
实用性是指所使用系统技术、产品既是成熟的技术、产品，又能达到用户的使用要求，使整体系统成为实用性强，具有最佳性能价格比的实事工程。
在系统建设前期，做好充分的需求和调研工作，与各单位以及部门现场实地勘测确定实际点位，研究分析安装位置，视频查看角度，设计合理并切合实际，实实在在地建成一个统一的、实用的综合管理平台，建成后的综合管理平台既要符合城市应急指挥的要求，同时又要符合交警部门的实际使用需要。
满足监、控、存、查、管、用的基本要求，软件平台界面友好、易学易用、使用方便。
把实用性放在第一位，边建设、边应用、边完善，将系统建设成为“实用工程”。
1.4.2先进性
充分借鉴、利用最新技术和成功经验，选择先进的实用的设备。
先进性不仅指技术与设备在世界范围内处于领先状况，而且应体现在相关技术上具有前瞻性。
在系统的设计中选用先进的智能交通设备和成熟的系统架构，智能交通系统产品的设计采用软硬一体化高清设备，实时图像通过网络传输至控制中心，技术路线保证系统具有良好性能、较少的服务器资源占用、完全实时、充分利用网络功能等，保证系统建成后在3～5年时间内不落后。
1.4.3规范性
符合有关国际和国家通用标准、协议或规范，并充分考虑公安部已经制定或正在制定的统一标准，确保中心平台与前端系统的协调配合。
所有前端一体机的视频格式都可以满足GB28181对于视频的技术规范标准，同时前端系统完全符合GA/T496-2009、GA/T497-2009的通用标准并可提供检测报告。
1.4.4可管理性和可维护性
鉴于整体系统是由多种设备组成的较为复杂的系统，采用的技术、产品着重考虑良好的可管理性和可维护性。
系统总体的上端架构采用C/S、B/S综合管理的模式进行结构搭建，以便于充分进行系统的管理与维护。
1.4.5可靠性
可靠性直接影响系统的可用性，本系统项目建设充分考虑其可靠性，从设备和各系统选型，系统组建和运行模式的设置，做到一旦某个设备或局部系统运行故障时，有备份应急措施，能保证整体系统的正常运行，并能将系统运行损失降至最低。
作为系统稳定运行的关键环节。
可靠性包含网络可靠和设备可靠性，整个系统传输网络的性能要满足系统运行的可靠性要求，因本项目均选高分辨率设备，故视频专网必须保证视频图像传输质量、视频传输时延、网络故障修复时限达到规定的标准要求。
采用成熟、稳定和通用的技术和设备，关键环节具有备份、冗余技术保障措施，系统具有较强的容错和恢复能力，能够保证系统长期稳定运行。
对关键性设备要有故障自检测、系统自恢复功能，所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
1.4.6可开发性、可扩展性、可兼容性
考虑各个子系统，根据实际需求的变化，具备良好的再开发能力和可扩展能力。
为了保证系统的顺利使用，系统需兼容行业主流知名品牌设备，并且能与其他子系统相互通信，同时提供开放的SDK软件接口及二次开发接口，为将来各子系统的集成和多系统联动打好基础。
1.5项目建设依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（GA/T496—2009）
《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497—2009）；
《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181—2011）；
《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832—2009）
《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009）
《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）；
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；
《安全防范系统》（DB33/T334-2001）；
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；
《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；
《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）
《防盗报警控制器通用技术条件》GB50198-94
《电视系统视频指标》CCTRRECOMMENDATION472-3
《电气指标标准》ELA-422 ELA-485
《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
第2章项目总体设计
项目建设范围
系统建设内容设计电子警察子系统、卡口子系统、高清监控子系统、智能违停抓拍子系统、交通诱导子系统、GPS子系统、大屏幕子系统等多方位，多功能建设。
项目总体规划
2.1.1面向设备的远程监控与管理
远程设备监控与管理能够从中心平台实时监控设备的运行状态，当设备运行状况出现异常时及时中心平台消息报警，能够帮助用户定期安排设备的检修维护与管理，并合理保有备品备件。
同时，为用户提供各种统计数据，帮助用户进行科学的决策。
平台系统能够显著提高跨分区、分布式设备的管理和运行水平，提高平台在系统建设应用的中的综合利用率，实现对业务管理与应用的综合性能。
2.1.2面向数据的存储管理与信息挖掘
数据的存储管理与信息挖掘体现在对海量数据的有效存储方式上，基于IP-SAN模式的存储系统具有严谨而高效的数据陈列能力，将结构化数据进行非结构化的存储模式展现了在存储技术上的领先性，数据的存储空间是没有提前严格进行盘位的分区划分的，但是在逻辑上很进行了很严密的代码管理与数据的位置标识，在这样的存储系统中每一条数据都有着自己独有的身份特征，可以按照包头与包体的结构进行综合管理。
信息的挖掘往往需要通过很复杂的逻辑判断搜索到有用且有效的数据信息，宇视的数据管理系统，可以在3秒的时间内通过模糊算法技术，在上亿条机动车数据中查询到具体的单一车辆信息。
多条件查询的情况下，在上亿条数据中也只需10秒以内就能够完成。
先进的数据存储模式以及快速、准确的信息挖掘技术将使我们的用户提高对数据的敏感度与执行力的准确性。
2.1.3面向事件的应急指挥
事件的应急指挥是应急响应过程的一个核心环节，是应急决策与处理的中枢神经，其作出的决策是各应急处置力量参与应急行动的指南，是决定应急处置高效与快捷的核心因素。
突发事件现场应急指挥是现场指挥及指挥部对救援行动进行的组织领导活动，其核心是指挥决策，即现场指挥活动是围绕着制定决策和实现决策而展开的。
由于现场指挥活动是在与迅速发展的险情及其危害的对抗中进行的，因而具有风险性大、时效性强和机断性高的特点。
我方平台可以与GIS系统进行融合，将前端点位在GIS上进行呈现。
通过电子围栏和可视化点播的方式呈现区域设备点位及点位前端现场实况视频，通过GIS系统对配置有GPS定位设备的警员给予单点、多点、区域的指挥调度，通过GIS实时了解警力部署状态，结合实时视频对第一手现场资料予以把握，电子警察与卡口系统可以进行区域、线路的综合稽查布控，对肇事车辆全程轨迹跟踪并实时调动警力进行范围可寻性围捕。
通过综合的技术手段，为决策者提供最有效的辅助决策工具，“平时”针对于交警业务进行服务，“战时”结合指挥调度系统进行辅助决策支持。
2.2项目总体架构
交警综合业务平台因其海量多媒体信息调度管理的特征，对系统架构的可靠性和可扩展性提出很高要求，系统平台应基于IMS多媒体通信架构,运用多媒体中间件技术，提供基于业务逻辑层基础，实现对高清监控海量数据存储管理及应用的支持，对视频图像基础业务应用逻辑组件的抽象封装，从而提升业务系统的可靠性和灵活性。
因此系统应遵循更加适用的分层架构，实现业务、控制、承载三分离，核心信令采用SIP，由平台功能服务组件实现图像资源的统一管理、统一控制、统一存储、统一媒体转发调度。
系统各部件之间采用标准的信令、媒体、存储和视频编解码协议，可以实现各功能部件的灵活部署，系统容量可弹性扩展。
平台的各功能组件通过集群、负载均衡、故障倒换等技术进一步提高系统的整体可靠性。
通过先进的平台架构保障大规模视频图像组网应用的可靠性，平台应在大规模流媒体关键技术上获得过政府颁发的国家级奖项认可。
系统平台架构图如下所示：
2.3项目层次模型
2.3.1数据层
数据层的信息数据检测及获取前端系统按照应用要求直接与数据管理设备及数据存储设备进行实时的数据通信，系统的所有应用层数据都由处在数据层的前端检测系统完成，当多种数据在前端系统得到检测并捕获之后，通过已建设好的通讯传输链路将所有数据根据不同的存储信令进行在后端存储设备的集中存储，视频等数据可以根据用户的需求在前端进行分布式存储或者在后端进行集中存储，机动车信息数据和图片数据集中存储于后端中心存储设备，提供应用层进行数据融合与处理。
2.3.2中间应用层
本系统的各项业务处理统一归于应用服务层面，随着系统的发展，系统的业务种类和应用内容会逐渐增多，对每项应用的处理深度要求也会不断深化。
所以，在系统建设中需要两方面考虑，一是由于增加新功能（新的应用）导致系统的扩容，另一方面是由于现有应用的处理要求深化而导致系统有足够的处理能力来支持。
VM8500是软硬件一体化的综合业务服务器设备，对于数据的应用处理具有极高的性能，配合TMS8500的应用，可以处理交警业务的多种应用业务，在交警的日常业务支持和辅助决策层面提供高效的性能技术支持。
2.3.3业务表现层
完成与GIS地理信息系统和B/S网络架构之后。
具体表现为：
与前端系统及移动终端完成接入控制，按规定的通信协议和通信格式交换信息；前端系统与移动终端完成与数据管理的接口，对于平台系统管理员来说，采用基于GIS的界面管理方式。
对终端用户的要求：
系统终端技术采用B/S模式，由于其非常方便得到广泛的应用，主要用于远程查询及控制、消息发布，包括基于GIS系统的各种数据查询和统计功能（警员移动终端设备、移动通讯车具备的前提下）。
第3章项目总体设计
基础业务应用功能
交警综合业务平台包括管理服务器、存储管理服务器、电警接入服务器、媒体交换服务器、运维管理服务器、数据库服务器、数据引擎服务器、数据挖掘服务器、转码服务器、智能分析服务器、设备代理服务器等，以及后端解码器和客户组成。
管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器。
交通媒体交换服务器提供电子警察系统业务管理，根据实时车辆信息，进行数据的查询、行驶轨迹分析、跟车关联分析等业务处理，对违章行为进行记录等实战功能。
运维管理服务器提供完善的系统网络管理，具备智能化的运维管理功能。
存储管理服务器主要功能为管理IPSAN存储设备，完成对存储资源进行全方位的监控和管理，支持不间断的数据检索、回放查询等业务。
媒体交换服务器可以用于流媒体转发，以及作为跨网流媒体网关。
智能分析服务器利用图像智能识别技术，提供对视频或图片的智能化判断处理。
转码服务器用于对所有非国标码流进行翻译转码，统一输出为符合新国标要求的媒体码流，可为上级管理部门提供图像转发调阅；转码服务器还可用于手机浏览视频图像的适应性转码。
设备代理服务器用于对所有非标准前端设备进行接入，实现对现有图像资源的整合及统一调度。
系统管理
处理认证、控制、配置、注册等信令信息，不进行媒体流的集中处理，当服务器故障时，不影响正在进行的媒体流的存储和监视。
采用国际标准IP传输协议和SIP信令协议，可为今后开发多种业务应用服务器提供通用接口。
支持记录所有功能操作、异常情况的日志，并提供多种检索、查询方案。
用户权限管理
支持用户配置、用户登录、认证、管理等各种管理功能；
支持角色管理，包括对角色的分级、分设备、分功能、分设备组、报警接收处理等权限的管理，最多可支持63级角色权限，同一用户角色对不同设备组可设置不同控制权限；
支持基于角色的用户权限管理。
用户按角色分配权限，一个用户可以拥有一个或多个角色，用户自动继承所拥有角色的权限；
支持对用户的跨域设备调用、控制权限的管理；
支持对用户的信息管理，可编辑用户信息；
可查询所有用户的权限、状态、操作的历史记录；
支持用户的多点登录；
支持组织结构功能，实现对摄像机的分区和共享管理，可最大实现6级组织。
由于使用部门和人员众多，为了互相及时获悉球机的当前控制者是哪位，以及便于同级别用户之间通过其他通信手段协商球机的控制权，因此要求所有球机的图像上需动态叠加当前控制者的用户ID信息。
要求在录像时，录像也应叠加上球机控制者的ID信息，目的是当事后发现球机被不正当使用时，能立即确定责任人。
实时视频点播
视频流支持H.264、MEPG2、MPGE4、MJPEG等多种编解码标准。
视频管理服务器故障或网络中断情况下，实时视频硬解码上墙播放不受影响。
系统支持实时视频播放时对前端编码设备主流和辅流的自主选择，以适应不同的网络环境。
支持轮切功能。
可支持在监视器间及客户端多窗格启动轮切。
支持对每个摄像机单独配置切换时间，每个摄像机的切换时间可不同。
可支持轮切的手动开始、停止、暂停、暂停后前翻、暂停后后翻、暂停恢复功能，当轮切暂停恢复时，应从暂停点而不是起始点继续轮切。
支持摄像机不在线情况下启动轮切，轮切资源组中某几个摄像机的状态不影响轮切的正常进行。
支持电视墙监视器轮切计划的制定，查询功能。
云台综合控制
支持完善的云台控制功能，支持鼠标直接控制云台。
支持预置位功能。
支持预置位的调用及基于预置位的云台巡航。
支持PELCO-D、PELCO-P、ALEC、VISCA、ALEC_PELCO-D、ALEC_PELCO-P、MINKING_PELCO-D、MINKING_PELCO-P等多种云台协议。
支持云台协议的在线不停机扩展，扩展时管理平台无需升级。
支持云台控制权管理功能。
高优先级用户可抢占低优先级用户的云台控制权限。
支持云台控制权限自动释放，自动释放时间可设置。
支持云台控制锁定功能。
用户可锁定云台控制权，锁定后其它用户不可抢占其权限。
支持巡航功能，巡航线路可配置。
巡航中，每个预置位停留时间可单独配置不同时间。
支持巡航计划功能，一个巡航计划可配置多个巡航线路。
巡航计划可按天、按周等不同时间周期配置。
支持云台看守位功能，可在预置位中任意设置一个看守位，云台长时间不操作后自动回看守位，时间取值可设置。
摄像机重新上线或巡航停止后自动回看守位。
电子地图标识、地图切换、视频点播
支持矢量电子地图功能，可实现电子地图的添加、下载、删除功能。
支持热区功能，可自定义热区范围，支持通过点击热区切换到不同的地图。
支持电子地图上的摄像机图标随摄像机状态的不同显示为不同图标。
支持告警源的状态显示。
支持在电子地图上通过点击实现实时播放、录像回放及查看摄像机信息。
报警管理和联动
支持设备故障报警和恢复报警，包括温度告警、风扇故障告警、视频丢失告警、运动检测告警、开关量告警、存储满告警、存储读写失败告警、设备上线告警、设备下线告警等；
支持多种报警的接收、处理、发送和确认功能。
支持设置移动侦测报警的侦测区域、报警灵敏度。
支持自定义开关量报警信息。
支持报警联动功能，一路报警可支持不少于16个联动动作，联动策略可配置。
支持报警联动到开关量输出、联动到监视器及客户端的视频播放、联动预置位、联动存储及报警摄像机在地图的显示。
支持告警布撤防功能，能够实现基于周期的布防计划。
支持对单个报警源的布撤防。
可以与专业报警管理系统软件实现集成，当发生报警时，通过软件联动实现图像切换、报警存储等。
平台业务联动
支持基于SIP协议实现多级平台联网，平台层级不少于6级，上级平台可管理不少于1024个下级平台。
支持跨平台实时视频播放、云台控制、录像检索、回放功能。
支持跨平台的报警联动。
支持设置域间并发图像的数量。
以此保障跨域干线的流量控制，防止由于带宽问题导致所有用户都无法播放跨域图像。
支持跨域的用户优先级配置。
以此实现跨域和本域用户的云台控制权限的抢占。
平台客户端
支持全屏、多种模式的多分屏，可实现1/4/6/8/9/10/13/16/17/25分屏。
支持对单屏和所有分屏的播放、停止、抓拍、本地录像、中心录像、录像下载等功能。
支持多种格式图片抓拍、本地录像、录像下载路径的自由配置。
支持实时视频和录像回放时画面的手动和自动抓拍，自动抓拍频率可调。
客户端支持在私网下的NAT穿越；
客户端支持非正常断线恢复后和平台故障恢复后原客户端业务的一键式场景恢复。
支持单PC机多客户端登录。
客户端应支持显示图像质量情况，包括播放图像的码流、编码格式和丢包率等。
3.1.1嫌疑车辆报警功能
可以设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能在管理中心进行报警，并具有现场报警接口。
3.1.2交通流量检测功能
通过车辆检测模块获取断面车流量、车速、时间占有率等基本交通参数，写入中心数据库，方便查询、统计，为交通管理者提供辅助决策。
根据用户对于流量的不同需求，可以按单车道、双车道、多车道的车道模式，也可以按照不同类型的车道，不同的车流方向进行综合的车流量统计。
3.1.3通讯管理
Ø本级平台向下通讯功能
1）图片调阅查询功能：
负责实时接收前端采集终端传输的视频、图片和文本数据，对特向前端发送图片
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